Excel酸度计算简介.docVIP

《Excel酸度计算》简介 （V2.1） 酸度计算是大学化学的重要基础知识。它既是一项基本技能，也是一种深入认识酸碱溶液及其反应和研究酸度问题的手段。由于酸碱体系的复杂性，除一元强酸碱外，[H+]均系高次方程，计算并非易事。准确地求解[H+]是没有必要的，通常使用近似处理的方法。近似处理需要判据。目前可供使用的可靠判据很少，且仅适合简单酸碱溶液的处理。对于大多数酸碱溶液，特别是多元酸碱，又尤以离解常数比较接近的，或者多组分的，或者较低浓度的溶液，没有现成判据可供使用，事实上酸度计算已无从下手。若勉强使用那些不对口径的简单判据，其计算结果的可靠性便无从谈起，准确程度也无法知晓；若继续推导这些体系的判别式，不仅因推导愈加困难，而且使用判据也更趋麻烦，因而不是解决问题的方向。在这种的情况下，利用计算机求解高次方程则简单得多，不仅可以彻底地解决酸度计算问题，而且还可以作为Excel工具使用。于是，这是一件很有意义的事。 《Excel酸度计算》（以下简称《酸度计算》）的目的是，试图在有可靠准性和准确性保证的前提下，使对任何酸碱体系的酸度计算成为可能，并初步成为有实用价值的Excel酸度计算工具，同时为酸度问题的研究提供数据服务。 《酸度计算》V2.0是V1.3的升级版。更新的主要内容是把原来的《酸碱溶液酸度计算表》和《酸碱反应酸度计算表》合并为一个计算表——《酸度计算表》，并增加《酸碱物质离解常数》文件。新版本扩大了计算的范围和功能，提供了更多的酸度数据资源。V2.1在V2.0的基础上作了一些完善性修订。 一、配置要求 硬件系统：PentiumⅡ，内存128M及其以上。 操作系统：Windows98/Me/ NT/ 2000/XP。 工作软件：Microsoft Excel 2000及其以上。 二、计算对象体系 《酸度计算表》的计算对象体系是由酸碱物质的分类及其组合构成的。 1.酸碱物质的分类 酸碱物质包括酸、碱、两性物质。为了方便，在计算的角度上把共额对也视为酸碱物质的一个类别，共4个首级分类，8个末级分类。分类中所对应的酸碱均包括强弱酸碱，且不区分元数。 （1）酸：只有酸一类。 （2）碱：只有碱一类。 （3）两性物质：①去一氢酸盐，②去二氢酸盐，③去三氢酸盐。 （4）共额对：①一级共额对，②二级共额对，③三级共额对。 2.酸碱物质的组合 组合是指酸碱物质之间的混合关系。酸碱物质首级分类的组合（包括自混合）共10种： （1）酸+酸，（2）碱+碱，（3）酸+碱，（4）两性物质+两性物质，（5）两性物质+酸，（6）两性物质+碱，（7）共轭对+共轭对，（8）共轭对+酸，（9）共轭对+碱，（10）共轭对+两性物质。 末级分类的组合共36种。每种末级分类的组合就是一个计算对象体系（以下简称对象体系）。 三、系统结构 《酸度计算》由三部分组成：《酸度计算表》、《酸碱物质离解常数》和《溶液酸度资料库》。《酸度计算表》用于计算对象体系的酸度，是本软件的主体；《酸碱物质离解常数》可供计算时查找或复制离解常数；《溶液酸度资料库》用来存放、编辑和查阅酸度资料。 《酸度计算表》根据对象体系设立工作薄。每种对象体系一个工作簿，共37个工作簿（因“碱+碱”分别用[H+]和[OH-]表示酸度，多用了一个工作簿）。 工作薄下设“计算工具”工作表和示例工作表，前者用于存放运算程序、工作界面，后者提供使用示范。 工作表由参数输入区、组分浓度计算区和酸度计算区三个部分组成。参数输入区设离解常数、原始浓度和加入体积项，用于参数的输入。组分浓度计算区设体系中各组分的组分浓度项，用于溶液混合后各组分浓度的计算。酸度计算区分为初始数值区和循环数值区两部分，前者是为酸度准确值运算程序的运行提供一个启动值，后者是运行并完成酸度的准确计算。 组分浓度计算区和酸度计算区又分为当前计算区和扩展计算区。当前计算区只有1列，用于输入参数的当前值计算；扩展计算区有9列，用于依托于当前计算结果的扩展值计算。扩展计算的目的是充分挖掘本计算表的数据资源，目前可以一次性计算10个酸度数据。扩展计算区还可以根据需要增添。 四、计算原理 《酸度计算表》中的酸碱使用Br?nste定义。溶剂为水。 酸度计算的基础是计算对象体系的完整PBE。对PBE不作任何忽略地推导出体系[H+] 或[OH-] 高次方程，对其求解所得到的[H+] 或[OH-] 即为准确值。 酸碱体系包括通常所指的酸（碱）物质溶于水所得的溶液、酸（碱）混合溶液和酸碱发生反应的溶液。在Br?nste理论看来，酸碱物质无论是溶解、混合，还是反应，其体系的本质都是质子传递反应，都将严格遵守质子守衡，因此酸度计算的原理是相同的。 酸度计算的方法是迭代运算法。由高次方程和迭代运算法所组成的程序——酸度准确值运算程序（又称主运算程序）是本计算表的核心。 五、